2019-2020年高中數(shù)學(xué)第三單元導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用3.1.1函數(shù)的平均變化率3.1.2瞬時(shí)速度與導(dǎo)數(shù)教學(xué)案新人教B版選修1.doc
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2019-2020年高中數(shù)學(xué)第三單元導(dǎo)數(shù)及其應(yīng)用3.1.1函數(shù)的平均變化率3.1.2瞬時(shí)速度與導(dǎo)數(shù)教學(xué)案新人教B版選修1 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1.了解導(dǎo)數(shù)概念的實(shí)際背景，理解平均變化率和瞬時(shí)速度.2.會(huì)求函數(shù)在某一點(diǎn)附近的平均變化率.3.會(huì)利用導(dǎo)數(shù)的定義求函數(shù)在某點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)． 知識點(diǎn)一 函數(shù)的平均變化率 假設(shè)如圖是一座山的剖面示意圖，并建立如圖所示的平面直角坐標(biāo)系．A是出發(fā)點(diǎn)，H是山頂．爬山路線用函數(shù)y＝f(x)表示． 自變量x表示某旅游者的水平位置，函數(shù)值y＝f(x)表示此時(shí)旅游者所在的高度．設(shè)點(diǎn)A的坐標(biāo)為(x1，y1)，點(diǎn)B的坐標(biāo)為(x2，y2)． 思考1 若旅游者從點(diǎn)A爬到點(diǎn)B，自變量x和函數(shù)值y的改變量分別是多少？ 思考2 怎樣用數(shù)量刻畫彎曲山路的陡峭程度？ 思考3 觀察函數(shù)y＝f(x)的圖象，平均變化率＝表示什么？ 梳理 函數(shù)y＝f(x)從x1到x2的平均變化率 (1)定義式：＝. (2)實(shí)質(zhì)：____________的增量與____________的增量之比． (3)作用：刻畫函數(shù)值在區(qū)間[x1，x2]上變化的快慢． (4)幾何意義：已知P1(x1，f(x1))，P2(x2，f(x2))是函數(shù)y＝f(x)的圖象上兩點(diǎn)，則平均變化率＝表示割線P1P2的________． 知識點(diǎn)二 瞬時(shí)變化率 思考1 物體的路程s與時(shí)間t的關(guān)系是s(t)＝5t2，試求物體在[1,1＋Δt]這段時(shí)間內(nèi)的平均速度． 思考2 當(dāng)Δt趨近于0時(shí)，思考1中的平均速度趨近于多少？怎樣理解這一速度？ 梳理 (1)物體運(yùn)動(dòng)的瞬時(shí)速度 設(shè)物體運(yùn)動(dòng)的路程與時(shí)間的關(guān)系是s＝f(t)，當(dāng)________________時(shí)，當(dāng)Δt趨近于0時(shí)，函數(shù)f(t)在t0到t0＋Δt之間的平均變化率為________________趨近于常數(shù)，這個(gè)常數(shù)稱為t0時(shí)刻的瞬時(shí)速度． (2)函數(shù)的瞬時(shí)變化率 設(shè)函數(shù)y＝f(x)在x0附近有定義，當(dāng)自變量在x＝x0附近改變?chǔ)時(shí)，函數(shù)值相應(yīng)地改變?chǔ)＝f(x0＋Δx)－f(x0)，如果當(dāng)Δx趨近于0時(shí)，平均變化率____________趨近于一個(gè)常數(shù)l，則數(shù)l稱為函數(shù)f(x)在點(diǎn)x0的瞬時(shí)變化率． 知識點(diǎn)三 函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù)與導(dǎo)函數(shù) 思考 f′(x0)與f′(x)表示的意義一樣嗎？ 梳理 (1)函數(shù)f(x)在x＝x0處的導(dǎo)數(shù) 函數(shù)y＝f(x)在x＝x0處的________________稱為函數(shù)y＝f(x)在x＝x0處的導(dǎo)數(shù)，記作____________，即f′(x0)＝________________. (2)導(dǎo)函數(shù)定義 如果f(x)在開區(qū)間(a，b)內(nèi)每一點(diǎn)x導(dǎo)數(shù)都存在，則稱f(x)在區(qū)間(a，b)可導(dǎo)，這樣，對開區(qū)間(a，b)內(nèi)每個(gè)值x，都對應(yīng)一個(gè)________________，于是在區(qū)間(a，b)內(nèi)f′(x)構(gòu)成一個(gè)新的函數(shù)，我們把這個(gè)函數(shù)稱為函數(shù)y＝f(x)的導(dǎo)函數(shù)．記為f′(x)(或y′x、y′)． (3)函數(shù)y＝f(x)在點(diǎn)x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)就是導(dǎo)函數(shù)f′(x)在點(diǎn)x＝x0處的函數(shù)值，即f′(x0)＝f′(x)|x＝x0. 類型一 函數(shù)的平均變化率 例1 (1)已知函數(shù)f(x)＝2x2＋3x－5. ①求：當(dāng)x1＝4，x2＝5時(shí)，函數(shù)增量Δy和平均變化率； ②求：當(dāng)x1＝4，x2＝4.1時(shí)，函數(shù)增量Δy和平均變化率. (2)求函數(shù)y＝f(x)＝x2在x＝1,2,3附近的平均變化率，取Δx都為，哪一點(diǎn)附近的平均變化率最大？ 反思與感悟 求平均變化率的主要步驟 (1)先計(jì)算函數(shù)值的改變量Δy＝f(x2)－f(x1)； (2)再計(jì)算自變量的改變量Δx＝x2－x1； (3)得平均變化率＝. 跟蹤訓(xùn)練1 (1)已知函數(shù)f(x)＝x2＋2x－5的圖象上的一點(diǎn)A(－1，－6)及鄰近一點(diǎn)B(－1＋Δx，－6＋Δy)，則＝________. (2)如圖所示是函數(shù)y＝f(x)的圖象，則函數(shù)f(x)在區(qū)間[－1,1]上的平均變化率為________；函數(shù)f(x)在區(qū)間[0,2]上的平均變化率為________． 類型二 求瞬時(shí)速度 例2 某物體的運(yùn)動(dòng)路程s(單位：m)與時(shí)間t(單位：s)的關(guān)系可用函數(shù)s(t)＝t2＋t＋1表示，求物體在t＝1 s時(shí)的瞬時(shí)速度． 引申探究 1．若本例的條件不變，試求物體的初速度． 2．若本例的條件不變，試問物體在哪一時(shí)刻的瞬時(shí)速度為9 m/s. 反思與感悟 (1)不能將物體的瞬時(shí)速度轉(zhuǎn)化為函數(shù)的瞬時(shí)變化率是導(dǎo)致無從下手解答本題的常見問題． (2)求運(yùn)動(dòng)物體瞬時(shí)速度的三個(gè)步驟 ①求時(shí)間改變量Δt和位移改變量Δs＝s(t0＋Δt)－s(t0)． ②求平均速度＝. ③求瞬時(shí)速度，當(dāng)Δt無限趨近于0時(shí)，無限趨近于的常數(shù)v即為瞬時(shí)速度，即v＝s′(t0)． 跟蹤訓(xùn)練2 一質(zhì)點(diǎn)M按運(yùn)動(dòng)方程s(t)＝at2＋1做直線運(yùn)動(dòng)(位移單位：m，時(shí)間單位：s)，若質(zhì)點(diǎn)M在t＝2 s時(shí)的瞬時(shí)速度為8 m/s，求常數(shù)a的值． 類型三 求函數(shù)在某一點(diǎn)處的導(dǎo)數(shù) 例3 求函數(shù)f(x)＝在x＝1處的導(dǎo)數(shù)． 反思與感悟 求一個(gè)函數(shù)y＝f(x)在x＝x0處的導(dǎo)數(shù)的步驟如下： (1)求函數(shù)值的變化量Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)； (2)求平均變化率＝； (3)取極限，得導(dǎo)數(shù)f′(x0)＝ . 跟蹤訓(xùn)練3 已知f(x)＝3x2，f′(x0)＝6，求x0. 1．一物體的運(yùn)動(dòng)方程是s＝3＋2t，則在[2,2.1]這段時(shí)間內(nèi)的平均速度是( ) A．0.4 B．2 C．0.3 D．0.2 2．函數(shù)f(x)在x0處可導(dǎo)，則 ( ) A．與x0、h都有關(guān) B．僅與x0有關(guān)，而與h無關(guān) C．僅與h有關(guān)，而與x0無關(guān) D．與x0、h均無關(guān) 3．當(dāng)球的半徑從1增加到2時(shí)，球的體積的平均膨脹率為________． 4．函數(shù)y＝f(x)＝2x2＋4x在x＝3處的導(dǎo)數(shù)為________． 5．已知函數(shù)f(x)＝在x＝1處的導(dǎo)數(shù)為－2，則實(shí)數(shù)a的值是________． 利用導(dǎo)數(shù)定義求導(dǎo)數(shù)三步曲 (1)求函數(shù)的增量Δy＝f(x0＋Δx)－f(x0)． (2)求平均變化率＝. (3)取極限，得導(dǎo)數(shù)f′(x0)＝ . 簡記為一差，二比，三極限． 特別提醒：①取極限前，要注意化簡，保證使當(dāng)Δx→0時(shí)，分母不為0. ②函數(shù)在x0處的導(dǎo)數(shù)f′(x0)只與x0有關(guān)，與Δx無關(guān)． 答案精析 問題導(dǎo)學(xué) 知識點(diǎn)一 思考1 自變量x的改變量為x2－x1，記作Δx，函數(shù)值y的改變量為y2－y1，記作Δy. 思考2 對山路AB來說，用＝可近似地刻畫其陡峭程度． 思考3 觀察圖象可看出，表示曲線y＝f(x)上兩點(diǎn)(x1，f(x1))，(x2，f(x2))連線的斜率． 梳理 (2)函數(shù)值 自變量 (4)斜率 知識點(diǎn)二 思考1 Δs＝5(1＋Δt)2－5＝10Δt＋5(Δt)2， ＝＝10＋5Δt. 思考2 當(dāng)Δt趨近于0時(shí)，趨近于10，這時(shí)的平均速度即為t＝1時(shí)的瞬時(shí)速度． 梳理 (1)t0到t0＋Δt (2) 知識點(diǎn)三 思考 f′(x0)表示f(x)在x＝x0處的導(dǎo)數(shù)，是一個(gè)確定的值．f′(x)是f(x)的導(dǎo)函數(shù)，它是一個(gè)函數(shù)．f′(x0)是導(dǎo)函數(shù)f′(x)在x＝x0處的函數(shù)值． 梳理 (1)瞬時(shí)變化率 f′(x0)或y′|x＝x0 (2)確定的導(dǎo)數(shù)f′(x) 題型探究 例1 解 (1)因?yàn)閒(x)＝2x2＋3x－5， 所以Δy＝f(x1＋Δx)－f(x1) ＝2(x1＋Δx)2＋3(x1＋Δx)－5－(2x＋3x1－5) ＝2[(Δx)2＋2x1Δx]＋3Δx ＝2(Δx)2＋(4x1＋3)Δx. ＝ ＝2Δx＋4x1＋3. ①當(dāng)x1＝4，x2＝5時(shí)，Δx＝1， Δy＝2(Δx)2＋(4x1＋3)Δx＝2＋19 ＝21，＝21. ②當(dāng)x1＝4，x2＝4.1時(shí)，Δx＝0.1， Δy＝2(Δx)2＋(4x1＋3)Δx ＝0.02＋1.9＝1.92. ＝2Δx＋4x1＋3＝19.2. (2)在x＝1附近的平均變化率為 k1＝＝ ＝2＋Δx； 在x＝2附近的平均變化率為 k2＝＝ ＝4＋Δx； 在x＝3附近的平均變化率為 k3＝＝ ＝6＋Δx. 當(dāng)Δx＝時(shí)，k1＝2＋＝， k2＝4＋＝，k3＝6＋＝. 由于k1下載提示(請認(rèn)真閱讀)
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